배경: Legionella spp.는 원생동물과 대식세포와 같은 숙주 세포 내부에서 생존하고 증식할 수 있다. 일정 수준의 증식이 이루어진 후 Legionella는 숙주 세포로부터 유리된 legionellae 또는 Legionella가 충만한 소포(vesicle) 형태로 방출된다. 소포는 Legionella가 환경에서 장기간 생존하도록 돕고, 새로운 숙주로 전파되게 한다. 본 연구에서는 Legionella에 감염된 Acanthamoeba에서 차등 발현된 유전자(ACA1_114460, ACA1_091500, ACA1_362260)를 규명하고, 그들의 역할이 Acanthamoeba로부터 방출되는 소포의 형성과 Legionella의 탈출(escape)에 미치는 영향을 조사하였다. 방법: Escherichia coli 및 Legionella pneumophila를 Acanthamoeba가 섭취한 후, Acanthamoeba에서 표적 유전자의 발현 수준을 실시간 중합효소연쇄반응(PCR) 분석으로 측정하였다. 표적 유전자의 역할은 small interfering RNA(siRNA)로 형질전환(transfection)하여 규명하였다. Legionella를 포함하는 방출 소포의 형성과 소포가 리소좀과 함께 동시국소화(co-localization)되는지 여부는 Giemsa 염색 및 LysoTracker 염색으로 확인하였다. 결과: Legionella를 Acanthamoeba가 섭취한 후 ACA1_114460, ACA1_091500, ACA1_362260이 상향 조절되었다. ACA1_114460 및 ACA1_091500이 침묵(silenced)된 Acanthamoeba는 Legionella를 포함하는 방출 소포를 형성하지 못하였다. Legionella는 Acanthamoeba로부터 유리된 legionellae 형태로 방출되었다. Acanthamoeba의 ACA1_362260을 침묵시켰을 때는, Legionella를 포함하는 방출 소포가 리소좀과 융합되었다. 결론: 이러한 결과는 Acanthamoeba의 ACA1_114460, ACA1_091500, ACA1_362260이 Legionella를 포함하는 방출 소포의 형성과, 파고좀(phagosome)과 리소좀의 동시국소화( co-localization )를 억제하는 데 중요한 역할을 수행함을 시사하였다.

Acanthamoeba 종은 환경에 널리 분포하는 자유생활 아메바이다. 이들은 세균, 진균, 조류를 포함한 다양한 미생물을 섭식한다. Acanthamoeba spp.에 의해 식균된 미생물의 대부분은 소화되지만, 일부 병원성 세균은 그들 안에서 번성한다. 본 연구에서는 A. castellanii에서 식세포 작용과 관련된 3개의 유전자(ACA1_077100, ACA1_175060, AFD36229.1)의 역할을 규명하였다. 이 3개 유전자는 Escherichia coli를 섭식한 후 상향 조절되었다. 그러나 Legionella pneumophila를 섭식한 후에는 L. pneumophila의 섭취 이후 이 3개 유전자의 발현이 변화하지 않았다. 또한, 3개의 식세포 관련 유전자를 표적하는 small interfering RNA(siRNA)로 형질감염된 A. castellanii는 식균된 E. coli를 소화하지 못하였다. ACA1_077100의 침묵은 E. coli를 섭식하는 A. castellanii에서 식포 형성을 불활성화하였다. 반대로 ACA1_175060의 침묵은 식포 형성을 가능하게 했지만, 식포용해소체 형성은 억제되었다. 더 나아가 AFD36229.1의 발현 억제는 E. coli의 소화를 방지하여 결과적으로 A. castellanii의 파열을 유발하였다. 본 연구 결과는 Acanthamoeba의 ACA1_077100, ACA1_175060 및 AFD36229.1 유전자들이 식포 및 식포용해소체 형성뿐 아니라 E. coli의 소화에도 결정적인 역할을 한다는 것을 보여주었다.